基于Al2O3/ZnO的光纤紫外传感器及其制作方法技术

本发明专利技术公开了基于Al2O3/ZnO的光纤紫外传感器，包括依次连接的光源、引入单模光纤、第一细芯光纤、空芯光纤、Al2O3/ZnO、第二细芯光纤、引出单模光纤和光谱仪，其光源为宽带光源，中心波长为1550nm；引入单模光纤用于接收和传输光源的光，并将其传输给第一细芯光纤；第一细芯光纤与引入单模光纤相对准熔接，产生干涉，并将干涉信号模式耦合至空芯光纤；空芯光纤内部设置Al2O3/ZnO，其两端于第一细芯光纤和第二细芯光纤相对准熔接，并将干涉信号引出单模光纤输出；光谱仪对引出单模光纤的干涉模式执行光谱检测，并获得传感数据。本发明专利技术还公开了相应的制作方法。据本发明专利技术借助于Al2O3/ZnO增强对紫外的吸收性，显著提高系统灵敏度，获得制作简单、便于封装的光纤紫外传感器。

Optical Fiber Ultraviolet Sensor Based on Al2O3/ZnO and Its Fabrication Method

The invention discloses an optical fiber ultraviolet sensor based on Al2O3/ZnO, which comprises a light source connected sequentially, a single-mode optical fiber, a first thin-core optical fiber, a hollow-core optical fiber, an Al2O3/ZnO, a second thin-core optical fiber, an induced single-mode optical fiber and a spectrometer. The light source is a broadband light source with a central wavelength of 1550 nm, and a single-mode optical fiber is introduced to receive and transmit light from the light source to the first thin core. Optical fibers; the first thin-core fibers and the introduction of single-mode fibers are relatively quasi-fused to produce interference, and the interference signal mode is coupled to the hollow-core fibers; the hollow-core fibers are internally equipped with Al2O3/ZnO, the two ends of which are relatively quasi-fused to the first thin-core fibers and the second thin-core fibers, and the interference signal is induced out of the single-mode fibers; the spectrometer performs spectral detection on the interference mode of the induced single-mode fibers, and Sensing data are obtained. The invention also discloses a corresponding manufacturing method. According to the invention, with the help of Al2O3/ZnO to enhance the ultraviolet absorption, the sensitivity of the system is significantly improved, and a simple and easy-to-package optical fiber ultraviolet sensor is obtained.

【技术实现步骤摘要】
基于Al2O3/ZnO的光纤紫外传感器及其制作方法
本专利技术属于光纤传感器
，更具体地，涉及一种基于Al2O3/ZnO的光纤紫外传感器及其制作方法。
技术介绍
紫外检测在广泛的民用和军用应用中发挥着重要作用，包括化学和生物分析、火焰探测、卫星通信、发射器校准和天文研究。传统的紫外检测器是使用光电倍增管完成的，这种管易碎，体积大，质量重且成本高。然而对于宽禁带半导体ZnO受到研究者越来越多的关注，其作为一种独特的光电材料，在太阳能电池、激光器、透明电极和发光二极管中都有明显的带隙、高光学增益和高透射率。光纤传感器由于体积小、耐高温、耐腐蚀、抗电磁干扰能力强，因此可以克服传统的电学传感器存在的不能在电磁干扰、高温等环境工作的不足。ZnO纳米材料具有化学稳定性、低毒性、压电性和光致发光特性，相对于现有的紫外探测器件，光纤传感器主要是利用纳米材料涂覆光纤而制作成的传感器，目前已实现各种参数的测量，如：温度、磁场强度、浓度等。但是对于紫外光纤传感器报道较少，现有技术中，Azad等（“AzadS,ParviziR,SadeghiE.Side-detectingopticalfiberco本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于Al2O3/ZnO的光纤紫外传感器，其特征在于，该传感器包括依次连接的光源（1）、引入单模光纤（2）、第一细芯光纤（3）、空芯光纤（4）、Al2O3/ZnO复合材料（5）、第二细芯光纤（6）、引出单模光纤（7）和光谱仪（8），其中：所述光源（1）为宽带光源，中心波长为1550nm，用于产生光信号；所述引入单模光纤（2）用于接收和传输光源（1）的光，并将其传输给第一细芯光纤（3）；所述第一细芯光纤（3）与引入单模光纤（2）相对准熔接，用于产生干涉，并将干涉信号的模式耦合至空芯光纤（4）；所述空芯光纤（4）在其内部设置有Al2O3/ZnO复合材料（5），其两端分别于第一细芯光纤（3）和第二...

【技术特征摘要】
1.基于Al2O3/ZnO的光纤紫外传感器，其特征在于，该传感器包括依次连接的光源（1）、引入单模光纤（2）、第一细芯光纤（3）、空芯光纤（4）、Al2O3/ZnO复合材料（5）、第二细芯光纤（6）、引出单模光纤（7）和光谱仪（8），其中：所述光源（1）为宽带光源，中心波长为1550nm，用于产生光信号；所述引入单模光纤（2）用于接收和传输光源（1）的光，并将其传输给第一细芯光纤（3）；所述第一细芯光纤（3）与引入单模光纤（2）相对准熔接，用于产生干涉，并将干涉信号的模式耦合至空芯光纤（4）；所述空芯光纤（4）在其内部设置有Al2O3/ZnO复合材料（5），其两端分别于第一细芯光纤（3）和第二细芯光纤（6）相对准熔接，并将干涉信号通过引出单模光纤（7）输出；所述光谱仪（8）对引出单模光纤（7）所输出的干涉模式执行透射光谱检测，并根据检测结构相应的获得传感数据。2.根据权利要求1所述的光纤紫外传感器，其特征在于，所述第一细芯光纤（3）和第二细芯光纤（6）长度被设定为1.5cm。3.根据权利要求1所述的光纤紫外传感器，其特征在于，所述空芯光纤（4）内生长Al2O3/ZnO复合材料（5），其长度设定为2cm。4.根据权利要求1所述的光纤紫外传感器，其特征在于，所述在空芯光纤（4）的内部生长Al2O3/ZnO复合材料（5）的方法是：利用水热法将生长混合溶液在反应釜200℃生长20小时后，通过去离子水多次洗涤在真空冷冻干燥24小时后，将其粉状物在1200℃下煅烧3小时得到Al2O3粉末，将其作为原料以1%-5%填充到水热法制备的ZnO溶液中，将清洁后的空芯光纤（4）浸入水热法制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈涛，代小爽，冯月，李晓晓，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23